Самолеты с вертикальным взлетом

С момента появления первого летательного аппарата человечество озадачено модернизацией и улучшением характеристик авиалайнеров. Здесь конструкторы решают задачи по увеличению экономичности и коммерческой нагрузки самолетов при минимальных затратах на изготовление и эксплуатацию такой техники. Кроме того, важным вопросом тут становится и уменьшение взлетной дистанции бортов. Узнаем, что представляют собой аппараты вертикального взлета и посадки и насколько подобные суда перспективны.

Общая информация

Наиболее сложной задачей пилота становится взлет и набор высоты, а затем и посадка борта. Причем от профессионализма летчика зависит успех полета. Однако чтобы оторваться от земли, воздушное судно сначала разгоняется до необходимого ускорения, а для этого требуется пройти определенную дистанцию по взлетно-посадочной полосе. По этой причине инженеры давно заинтересовались вопросом, как спроектировать самолет с вертикальным взлетом и посадкой.

Первые подобные образцы мир увидел еще в пятидесятых годах двадцатого столетия – такие модели появились с возникновением бортов, на которых установили силовую установку реактивного типа. Здесь перед учеными стояли задачи сконструировать лайнер, который способен подняться в воздух с любой поверхности без разгона. Эти модификации называли «турболеты». Причем такие борта изначально проектировали для военных нужд.

Первый российский самолет с вертикальным взлетом ТРД Р-19-300 – пионер среди подобной техники и прототип штурмовика Як-38. Аппарат появился в 1955 году и успешно прошел летные испытания в Тушино. Правда, конструктивные особенности подобной техники практически не напоминали формой привычный лайнер.

Отметим, что нестандартная конструкция борта и сложность в управлении стали особенностями этой модели. Здесь отсутствовали крылья и хвостовое оперение, двигатель находился в нижней части фюзеляжа, а судно управлялось газовыми рулями. Вес пустого борта составлял 2 тонны, что позволяло быстрый подъем с места посредством реактивной струи. Поскольку модификация несла опасность для жизни пилота, эта разработка не получила применения, но послужила основой для современных модернизированных авиалайнеров.

Среди причин, которые вынудили инженеров спроектировать самолет с вертикальным взлетом в России, отдельного внимания заслуживает особенность реактивных бортов. Такие суда требуют значительной полосы разгона, а для специфических целей подобные условия не всегда выполнимы. Однако разработки прошлого века используют и современные авиаторы. Ведь сверхскоростные борта широко эксплуатируются сегодня военными структурами и в космической отрасли.

Хронология развития мирового авиапрома

Как уже указано выше, испытания лайнеров, которые взлетали с места, начались в 50-е годы. Причем здесь одновременно работали ученые всего мира – весомый вклад в развитие подобной техники внесли и инженеры СССР, и специалисты NASA. Отметим, что возможность моментального набора высоты позволяет решить несколько задач, среди которых и экономическая составляющая.

Суда вертикального взлета не требуют строительства специальных аэродромов и оборудования качественных ВВП. Отметим, что современные гиганты для пассажирских и грузовых перевозок нуждаются в подобных затратах.

Шестидесятые года двадцатого столетия считаются расцветом авиации. Именно в этот период мир увидели первые успешные модели таких летательных аппаратов. Французский «Мираж» III V, немецкий VJ-101C и российский Як-36, который позже модернизировали до самолета Як-38, стали лучшими модификациями своего времени. Подобное направление считалось приоритетным для авиаторов после решения комиссии NASA о хороших перспективах развития таких моделей.

Для испытаний борта Як-36 отдельно возвели специальную площадку. Поскольку лайнер показал отличный результат, ученые улучшили модификацию до известного многим людям судна Як-38. Российские конструкторы могут похвастать моделью Як-141, который стал лучшим в этом классе бортом. Правда, нелюбовь силовиков к лайнерам такого типа стала основанием для списания этих судов и закрытию программы.

Характеристики летательных аппаратов этого типа

Теперь обсудим особенности конструкции таких бортов. Определение названия подобной техники означает способность самолета к набору высоты и снижению за счет вертикальной тяги двигателя. Причем в этой ситуации аппарат не развивает горизонтальную скорость. К тому же во время перелета подъемная сила возникает благодаря неподвижным крыльям авиалайнера. Для подобных модификаций характерен полет на малой крейсерской скорости – лучшие образцы показывают здесь ускорение до 700 км/ч.

Основным конструктивным отличием, которое определяет схему авиалайнера, здесь становится положение фюзеляжа. Современные суда этого типа выпускают с вертикальным или горизонтальным расположением корпуса. В первом случае силовая установка оснащается винтами или реактивными моторами, причем в обеих модификациям встречаются вариации.

Среди бортов с вертикальным положением фюзеляжа, которое называют tail sitter, известным названием лайнера станет Lockheed XFV. Этот борт оснащен винтами. На реактивной тяге в этой группе работает лайнер Х-13 Vertijet.

Как видите, в этом направлении инженеры использовали множество вариаций. Предлагаем читателям подробнее изучить модели бортов производства СССР и России – ведь среди подобных моделей встречаются отличные концепции. В качестве примера приведем МиГ-29 (видео), вертикальный взлет которого вывел аппарат в лидеры истребителей своего поколения как отличное изобретение для решения многофункциональных военных задач.

Самолеты серии Як

Гонка вооружений ХХ века побуждала власти СССР к разработке летательного аппарата, которому нет аналогов. По этим причинам пионер Як-36 модернизировали до лайнера Як-38 в 1974 году. Целью конструкторов стало создание легкого борта, который способен подняться в воздух с места. На тот момент выпустили 4 единицы таких бортов, но преимущество западных инженеров побуждало российских авиаторов искать новые решения.

Испытания модели в условиях реальных боевых действий на Фолклендских островах привело к появлению в 1978 году проекта модернизированной модификации Як-141. Здесь конструкторы добились поставленной цели и создали многофункциональный летательный аппарат, который признали лучшим в мире. Это сверхзвуковой авиалайнер, способный вертикально взлетать и маневрировать.

Самолет выполнял многофункциональные задачи и отличался хорошей защитой, что становится преимуществом любого истребителя. Кроме того, на то время западный мир не смог представить аналогов этого борта. К сожалению, сегодня подобные программы в России закрыты, поскольку летательные аппараты такого типа – потенциально опасны для летчиков.

Однако после легендарного Як-141 отечественные авиационные инженеры составили проекты двух самолетов ВВП: Як-43 и Як-201. Правда, оба изобретения не прошли испытаний и эксплуатации из-за сворачивания программы в этом направлении в начале девяностых годов. А технологии, по которым разрабатывали этот самолет, использовали в проекте лайнера F-35 западные авиаторы.

Миг-29

Еще один представитель этого класса – проект конструкторского бюро Микояна. Конструкторы начали работу над моделью в 1969 году, однако первый такой самолет выпустили в 1982, а испытали в 1984 году. Столь длительный промежуток связывают с поэтапным улучшением характеристик летательного аппарата и задержками из-за споров о лучшей конструкции лайнера.

К 2015 году в России выпустили 1 600 таких легких истребителей.

Модель успешно применялась в горячих точках еще со времен конфликта в Афганистане. Отметим, что этот самолет сегодня находится на вооружении России, стран СНГ, Израиля, стран Азии и Африки. Преимуществами этой модификации считаются крейсерская скорость в 850 км/ч, возможность запуска двигателя в полете и поражение цели, которая движется на скорости 230 – 2 500 км/ч.

О нынешних перспективах СВВП

Даже учитывая многочисленные преимущества подобных модификаций, здесь найдутся и отрицательные моменты. Сложность в управлении такими машинами требует длительного обучения пилотов. Кроме того, эти летательные аппараты аварийно опасны, ведь со времени появления техники случалось немало крушений из-за отказа подъемных силовых установок.

К недостаткам авиаторы относят быстрый износ фюзеляжа вследствие реактивного выхлопа, малую грузоподъемность и дальность полетов. Широкого применения самолеты не получили и по экономическим причинам – дороговизна изготовления и высокие расходы топлива тут несопоставимы с современными военными моделями.

Косвенной причиной отказа от разработки этой программы стал топливный кризис, который разгорелся в семидесятых годах прошлого столетия. Хотя перечисленные недостатки говорят, что этот лайнер – бесперспективный проект для массового использования.

Хотя в последнее время вновь появляются тенденции к возврату идеи конструирования лайнеров такого рода, но уже винтомоторной группы. Сегодня эксплуатируют подобный серийный конвертоплан Bell V-22 Osprey и разрабатывают новую модель – Bell-Agusta BA609.

Хотя применение получили и аналоговые модели, представленные на видео – Су-35. Вертикальный взлет здесь не учтен, но этот истребитель взлетает с минимальной полосы разгона в 450–650 метров. А узнать, сколько стоит путешествие в стратосферу на Миг-29, читателям удастся здесь.